引言
CMOS芯片在光刻、蝕刻、封裝等制程中，易因工藝參數(shù)偏差、材料熱膨脹系數(shù)不匹配產(chǎn)生殘余應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致芯片翹曲，影響倒裝、固晶等后續(xù)工序穩(wěn)定性，引發(fā)封裝失效、信號(hào)傳輸異常等問題。當(dāng)前，CMOS芯片朝著微型化、高密度方向發(fā)展，翹曲量測(cè)量精度要求達(dá)納米級(jí)，傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)難以精準(zhǔn)捕捉微小翹曲偏差，無法滿足制程質(zhì)量管控需求，因此，構(gòu)建基于白光干涉技術(shù)的精準(zhǔn)測(cè)量方案，是解決制程殘余應(yīng)力致芯片翹曲測(cè)量難題、保障芯片質(zhì)量的關(guān)鍵。
制程殘余應(yīng)力致芯片翹曲的危害及測(cè)量難點(diǎn)
制程殘余應(yīng)力引發(fā)的CMOS芯片翹曲，主要表現(xiàn)為芯片表面彎曲、邊緣翹起，會(huì)導(dǎo)致芯片與基板貼合錯(cuò)位、焊盤接觸不良，增加后續(xù)封裝難度；嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成芯片開裂、引腳脫落，直接導(dǎo)致器件功能失效。此外，CMOS芯片尺寸微小、翹曲量微小，且表面存在復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)易受干擾、存在測(cè)量盲區(qū)，難以精準(zhǔn)捕捉芯片整體及局部翹曲偏差，無法準(zhǔn)確量化殘余應(yīng)力引發(fā)的翹曲程度，給測(cè)量工作帶來極大挑戰(zhàn)。
實(shí)踐表明，制程殘余應(yīng)力引發(fā)的芯片翹曲量?jī)H0.3μm，就會(huì)導(dǎo)致倒裝貼合合格率下降40%，固晶受力不均概率增加55%，大幅降低芯片生產(chǎn)良率。批量生產(chǎn)中，傳統(tǒng)測(cè)量效率低下，無法實(shí)現(xiàn)在線管控，易導(dǎo)致不合格產(chǎn)品流入下游，增加生產(chǎn)成本與售后風(fēng)險(xiǎn)。
白光干涉精準(zhǔn)測(cè)量方案及優(yōu)勢(shì)
針對(duì)制程殘余應(yīng)力致CMOS芯片翹曲的測(cè)量難點(diǎn)，構(gòu)建基于白光干涉技術(shù)的精準(zhǔn)測(cè)量方案。該方案利用白光干涉的高相干性、高分辨率特性，以非接觸方式掃描芯片表面，通過三維輪廓重構(gòu)技術(shù)，精準(zhǔn)捕捉芯片翹曲形態(tài)，量化翹曲量、翹曲弧度等關(guān)鍵參數(shù)，為殘余應(yīng)力分析及工藝優(yōu)化提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐。
該方案具備非接觸、高精度、高效率的核心優(yōu)勢(shì)，測(cè)量精度達(dá)納米級(jí)，可有效避免測(cè)量過程中對(duì)芯片電路的損傷，檢測(cè)效率較傳統(tǒng)方法提升8倍以上，適配批量生產(chǎn)在線管控需求。通過該方案，可精準(zhǔn)量化芯片翹曲程度，輔助優(yōu)化制程工藝、釋放殘余應(yīng)力，從源頭減少翹曲隱患，保障CMOS芯片生產(chǎn)質(zhì)量與可靠性。新啟航 專業(yè)提供綜合光學(xué)3D測(cè)量方案
多功能面型干涉儀——CMOS芯片精密測(cè)量解決方案
多功能面型干涉儀，以“分層掃描+200mm大視野+納米精度”為核心，單臺(tái)設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)亞微級(jí)平面度、深孔臺(tái)階、陡峭錐面角度與3D輪廓的一站式精密測(cè)量，精準(zhǔn)適配CMOS芯片全場(chǎng)景檢測(cè)需求，賦能半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)精密管控。
四大核心技術(shù)革新
一、大視野平面度測(cè)量，兼顧精度與效率
突破行業(yè)痛點(diǎn)，解決傳統(tǒng)白光干涉技術(shù)“小視場(chǎng)高精度、大視場(chǎng)精度不足”的難題，實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)下的亞微米級(jí)測(cè)量能力與納米級(jí)精度保障。設(shè)備可達(dá)到極致75nm平面度測(cè)量精度，單視場(chǎng)23mm一次成像，支持拼接擴(kuò)展至200mm超大視場(chǎng)，高效適配CMOS芯片大視野形貌測(cè)量需求。
（圖示為CMOS感光芯片大視野形貌測(cè)量，清晰呈現(xiàn)芯片全域形貌，為芯片整體質(zhì)量檢測(cè)提供支撐）
（圖示為實(shí)測(cè)COB感光芯片局部形變圖，精準(zhǔn)捕捉芯片局部形變細(xì)節(jié)，助力芯片性能優(yōu)化）
二、自動(dòng)化批量測(cè)量，適配規(guī)模化需求
單幅視野可達(dá)23×18mm，支持最大200mm視野全自動(dòng)跑點(diǎn)測(cè)量，大幅提升測(cè)量效率，適配CMOS芯片批量檢測(cè)場(chǎng)景。針對(duì)更大視野、更高要求的特殊應(yīng)用場(chǎng)景，可提供專屬非標(biāo)定制方案，滿足多樣化檢測(cè)需求。
三、上下平面平行度測(cè)量，突破檢測(cè)局限
采用獨(dú)特光路設(shè)計(jì)，可透過CG玻璃實(shí)現(xiàn)內(nèi)部COB感光芯片形變測(cè)量，無需拆解樣品，避免對(duì)芯片造成損傷，精準(zhǔn)獲取芯片內(nèi)部形變數(shù)據(jù)，為芯片封裝及性能檢測(cè)提供可靠依據(jù)。
四、非標(biāo)定制+動(dòng)態(tài)測(cè)量，拓展應(yīng)用邊界
支持非標(biāo)定制方案，可在真空腔體內(nèi)完成溫度變化過程中的ODS工作形變測(cè)量，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)3D形貌監(jiān)控，適配CMOS芯片極端環(huán)境下的檢測(cè)需求，進(jìn)一步拓展設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)景。
新啟航半導(dǎo)體，專業(yè)提供綜合光學(xué)3D測(cè)量解決方案，深耕CMOS芯片檢測(cè)領(lǐng)域，以核心技術(shù)賦能半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展！